ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE T. XLVI NR 3/4 WARSZAWA 1995: 5-18
K R Y S T Y N A C Z A R N O W SK A , D A R IU SZ B R O D A , JÓZEF CHOJNICKI, E W A T U R EM K A
METALE CIĘŻKIE W GLEBACH ALUWIALNYCH
DOLINY WISŁY
K atedra G le b o zn a w stw a S G G W w W a rsza w ie
WSTĘP
Gleby aluwialne doliny Wisły na odcinku od Puław do Kwidzynia charakte
ryzują się na ogół dobrymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Należą do
mad pyłowych głębokich i są zaliczane do I-III klasy użytkowo-rolniczej. Jak
dotąd, gleby te w niewielkim stopniu zostały opracowane pod względem zawar
tości metali ciężkich [Reiman, Borowicz 1964; Czarnowska 1989].
W niniejszej pracy zamieszczono wyniki badań dotyczących ilości metali
ciężkich (rozpuszczalnych w 20% HC1) w rozpatrywanych madach oraz podsta
wowych właściwości fizykochemicznych tych gleb.
OBIEKT I METODYKA BADAŃ
Do badań wytypowano gleby uprawne (16 profilów - 79 próbek) wytworzone
z osadów aluwialnych doliny Wisły na odcinku od Gołębia k. Puław do Kwidzy
nia. Dwa profile (Gołąb 23 i Gorzewnica 2), zlokalizowane na tarasie współczes
nym przed wałem przeciwpowodziowym, były często zalewane; osadzał się tu
materiał zanieczyszczający wierzchnie warstwy, a także głębsze w wyniku pod-
siąkania. Pozostałe odkrywki glebowe wykonano na polach uprawnych leżących
w odległości od 50 do 500 m za wałem przeciwpowodziowym (rys. 1).
Zawartość Fe, Mn, Zn, Cu, Cr, Ni, Co i Pb oznaczono techniką ASA w
roztworach po trawieniu gleby 20% HC1. Przed trawieniem kwasem próbki gleby
6
AT.
Czarnowska, D. Broda,
У.
Chojnicki, E. Turemka
Rysunek 1. R ozm ieszczen ie profilów gleb o w ych w dolinie W isły
Figure 1. Location o f soil profiles in V istula valley:
1 - Kazuń N ow y, 2 - G orzew nica k. N o w e go Dworu, 3 - P rzesław ice, 4 - Borzum in, 5 - Przew óz, 6 - W ólka T yszyńska, 7 - Borek, 8 - P łock-R adziw ie, 9 - N ow y Troszyn, 10 -Ł a d y Szosy, 11 - Zawady k. W ilanow a, 12 - Drągacz k. Grudziądza, 13 - N ebrow o W ielkie k. N ow ego M iasta B yd gosk iego, 14 - Lipianki k. K w idzynia, 23 - G ołąb k. Puław, 24 - Gołąb k. Puław
roztarto w młynie agatowym, a materię organiczną spopielano w piecu muflowym
w temp. 450-480°C przez
8h. Do każdej serii oznaczeń stosowano próbę wzor
cową i zerową.
W celu ustalenia współzależności między zawartością metali ciężkich a nie
którymi właściwościami fizykochemicznymi rozpatrywanych gleb obliczono
współczynniki korelacji liniowej (r). Obliczenia statystyczne zostały wykonane
przez dr Janusza Gorczyńskiego z Katedry Statystyki Matematycznej i Doświad
czalnictwa SGGW, za co autorzy niniejszej pracy bardzo dziękują.
Zgodnie z Systematyką Gleb Polski [1989], badane gleby zaliczono do mad
właściwych
( 6profilów) oraz mad brunatnych
( 1 0profilów).
Skład granulometryczny omawianych gleb jest zmienny; dotyczy to tak po
szczególnych profilów, jak i różnic między profilami (tab. 1 i 2). Część mad
zaliczono do pyłowych głębokich lub średnio głębokich (profile 1 -6 ,8 ,9 ,1 1 ,1 3 ).
W iele warstw wykazuje skład granulometryczny glin lekkich, średnich lub cięż
kich albo piasków słabogliniastych i gliniastych, często pylastych. W podłożu
niektórych mad występuje piasek luźny (profile 2,
8, 10, 11) lub ił (profil 7).
Zawartość piasku w badanych próbach gleb waha się od 7 do 97%, frakcji
pyłowej od 0 do 65%, części spławialnych od 1 do 65%, a frakcji koloidalnej
(<
0 , 0 0 2mm) od
1do 49%.
WYNIKI
T A B E L A 1. N iektóre w ła ś c iw o ś c i fizy k o ch em icz n e m ad r ze cz n y ch w ła ś c iw y c h 17 T A B L E 1. S o m e p h y sico -c h e m ica l properties o f proper river allu v ia l so ils
M iejscowość Poziom Głębokość Zawartość frakcji [%] pH С S Hh T=S+Hh V=
i nr profilu Horizon Depth gleby o 0 [mm] [%] =S/T-100
Locality Content [%] of soil H20 KC1 meq/100 gleby - o f soil [%]
No o f profile [cm] fraction in dia [mm] 1-0,1 0,1-0,02 <0,02 Gołąb 23 A 0-15 37 27 37 7,0 6,5 1,93 20,28 1,12 21,40 94,76 k. Puław A 15-45 17 34 49 7,0 6,5 2,04 18,66 1,22 19,88 93,86 (przed wałem) Ci 45-65 72 16 12 7,5 7,0 0,50 1,69 0,25 1,94 86,59
c2
65-80 94 3 3 7,2 7,0 0,06 11,89 0,65 12,54 94,81 D 80-100 23 36 41 7,4 6,9 1,25 19,82 n.o._
_
D 100-150 26 47 27 7,4 6,8 0,28 n.o. n.o.-
_
Gołąb 24 A 0-25 49 30 21 6,5 5,8 0,36 6,74 2,80 9,54 70,64 k. Puław A 25-45 40 38 22 6,8 6,0 0,30 4,04 0,86 4,90 82,24 (za wałem) С 45-70 18 44 38 7,2 6,2 0,53 12,23 0,92 13,15 93,00 С 70-100 35 32 33 6,9 6,0 0,50 11,88 1,04 12,92 91,95 D 100-110 30 46 24 7,1 6,4 0,25 4,55 1,00 5,55 81,98 D 110-115 29 46 25 7,0 6,1 0,25 7,80 0,86 8,66 90,06 Wólka A 0-40 23 53 24 4,9 3,5 0,65 3,96 3,09 7,05 56,17 Tyszyńska 6 С 40-72 18 65 17 6,6 5,9 0,25 5,17 0,66 5,83 88,68 С 72-94 7 61 32 7,3 6,5 0,30 11,61 0,45 12,06 96,27с
140-160 7 54 39 7,2 6,5 0,54 14,18 0,52 14,70 96,46 Zawady 11 А 0-30 8 43 49 5,8 4,6 1,81 10,17 3,60 13,77 79,86 k. Wilanowa АС 30-58 12 45 43 7,7 6,6 0,90 12,86 0,53 13,39 96,04 С 58-125 34 52 14 7,7 6,5 0,42 5,30 0,45 5,75 92,13 D 130-150 97 0 3 7,4 6,5 0,12 0,62 0,23 0,85 72,94 Kazuń А 0-25 32 40 28 6,3 6,1 1,13 9,83 1,31 11,14 88,24 Nowy 1 А 25-5 0 37 43 20 6,8 6,3 0,65 7,12 1,05 8,17 87,15 k. Modlina С 100-125 35 37 8 7,1 6,6 0,35 4,95 0,82 5,77 85,79 С 125-135 37 55 8 7,1 6,9 0,24 3,94 0,45 4,29 89,51 D 135-150 62 28 10 6,9 6,3 0,14 3,78 0,45 4,23 89,36 Gorzewnica 2 А 0 -40 25 40 35 7,0 6,3 1,74 13,40 0,67 14,07 95,20 k. Nowego АС 40-65 16 48 36 7,0 6,3 0,57 13,93 0,67 14,60 95,57 Dworu С 65-100 33 50 17 7,1 6,9 1,19 9,90 0,52 10,41 95,00 D 100-125 98 1 1 7,3 6,9 0,03 0,85 0,22 1,07 79,44l/Wszystkie analizy gleb wykonała mgr В. Majchrzak.
M
et
a
le
ci
ęż
ki
e
w
g
le
b
a
ch
a
lu
w
ia
ln
yc
h
do
lin
y
W
is
tу
T A B E L A 2. N iek tó re w ła śc iw o śc i fiz y k o c h e m ic z n e m ad rzeczn y ch brunatnych T A B L E 2. S o m e p h y sico -c h e m ica l properties o f brow n river allu v ia l so ils
Oo Miejscowość i nr profilu Locality No o f profile Poziom Horizon Głębo kość Depth [cm]
Zawartość frakcji [%]gleby o 0 [mm] - Content [%] of soil fraction in dia [mm]
pH С
[%]
S Hh T=S+Hh V=
=S/T- 10 [%]
H2O KC1 meq/100 gleby - o f soil
1-0,1 0,1-0,02 <0,02 Borek 7 A 0-20 57 30 13 4,8 3,4 0,78 2,14 2,72 4,86 44,03 Bbr 60-110 23 42 35 6,8 5,9 0,22 9,46 0,66 10,12 84,28 С 110-150 23 59 18 7,0 6,0 0,06 5,59 0,47 6,06 92,24 CG 150-170 7 22 71 6,8 5,6 0,58 19,43 1,03 20,46 94,87 Przewóz 5 A 0-33 22 49 29 5,7 4,5 0,70 7,60 2,25 9,85 77,16 ABbr 33-70 20 50 30 7,3 6,6 1,32 10,12 0,52 10,12 95,11 Bbr 70-90 54 32 14 7,4 6,8 0,20 5,34 0,45 5,79 92,23 С 90-120 59 28 13 7,4 6,8 0,24 3,33 0,45 3,78 88,09 С 120-150 48 32 20 7,2 6,3 0,77 6,08 0,45 6,53 93,11 CG 150-170 13 48 39 7,1 6,1 0,45 10,72 0,61 11,33 94,62 Borzumin 4 А 0-20 22 53 25 4,5 3,1 1,15 2,72 5,96 8,68 31,38 Bbr 20-75 24 56 20 6,1 5,6 0,48 5,02 1,55 6,57 76,40 С 75-95 34 47 19 7,1 6,6 0,03 7,12 0,52 7,66 93,21 С 95-120 35 43 22 7,1 6,6 0,16 7,78 0,52 8,30 93,73 D 120-165 56 31 13 7,1 6,6 0,02 4,24 0,45 4,69 90,40 Przesławice 3 А 0-25 35 47 18 4,3 3,3 1,03 2,71 4,08 6,79 39,91 А 25-50 29 48 32 6,1 5,4 0,60 6,58 0,75 7,33 89,77 Bbr 50-75 41 33 26 6,8 6,0 0,36 10,91 0,56 11,47 95,12 Bbr 75-110 49 26 25 7,1 6,0 0,30 10,94 0,47 11,41 95,88 Ci 110-135 62 21 17 7,4 6,5 0,42 6,49 0,52 7,01 92,58 C i 135-150 85 5 10 7,4 6,5 0,06 3,39 0,45 3,84 88,28 D 150-175 87 7 6 7,4 6,4 0,06 0,42 0,37 1,79 79,33 Płock A 0-20 32 43 25 7,0 6,4 1Д1 14,60 0,67 15,27 95,61 Radziwie 8 Bbr 20-60 29 40 31 7,2 6,4 0,69 13,93 0,52 14,45 94,40 CG 60-110 47 19 34 7,1 6,1 0,58 13,60 0,75 14,65 94,77 CG 110-150 51 14 35 7,1 6,0 0,19 15,95 0,75 16,70 95,51 D g . 150-170 98 1 1 7,1 6,1 0,11 0,88 0,28 1,16 75,86
K
.
C
za
rn
o
w
sk
ą
D
.
B
ro
d
a
,
/.
Ch
ojnicki,
К
T
u
re
m
k
a
Tabela 2 cd. - Table 2 continued Miejscowość i nr profilu Locality No o f profile Poziom Horizon Głębo kość Depth [cm]
Zawartość frakcji [%] gleby o 0 [mm] - Content [%] of soil fraction in dia [mm]
pH С
[%]
S Hh T=S+H V=
=S/T- 10( [%]
H20 KC1 meq/100 g leb y - o f soil
1-0,1 0,1-0,02 <0,02 Nowy A 0-25 10 62 28 7,2 6,4 0,94 11,37 0,67 12,04 94,43 Troszyn 9 Bbr 25-55 16 59 25 7,4 6,7 0,53 14,20 0,37 14,57 97,46 CiG 55-90 10 56 34 7,4 6,6 0,41 16,09 1,30 17,39 92,52 C2G 90-130 4 54 42 7,4 6,4 0,43 16,97 0,90 17,87 94,96 c2g 130-150 13 57 30 7,5 6,7 0,27 11,34 0,69 12,02 94,26 Lady Szosy 10 A 0-45 72 8 20 5,9 5,1 0,54 6,74 1,87 8,61 78,28 Bbr 45-75 72 8 20 6,7 5,8 0,34 8,65 0,94 9,59 90,20 D 75-9 0 97 0 3 6,5 5,8 0,10 0,49 0,23 0,72 68,05 Drągacz A 0 -3 0 68 15 17 7,5 6,7 0,83 6,25 0,64 7,19 91,10 k. Grudziądza Bbr 30-45 81 8 11 7,2 6,2 0,27 5,41 0,45 5,86 92,32 12 С 4 5-85 61 19 20 7,7 6,4 0,39 5,70 0,49 6,19 92,02 G 130-150 18 32 50 7,4 6,1 1,66 21,75 0,94 22,69 95,86 Nebrowo A 0-35 53 23 24 6,8 6,0 1,33 6,88 1,57 8,45 81,42 Wielkie 13 Bbr 35-75 29 40 31 6,9 5,7 0,84 8,41 1,05 9,46 88,90 Ci 75-135 29 45 26 7,1 5,9 0,37 6,16 0,75 6,91 89,15 C2G 135-150 16 42 42 7,5 6,3 0,68 11,79 0,71 15,50 94,32 Lipianki 14 A 0 -3 0 14 28 58 6,7 5,4 1,44 14,77 2,47 17,24 85,67 k. Kwidzynia Bbr 30-65 8 27 65 6,8 5,6 0,83 16,09 1,50 15,59 91,47 Ci 65-80 8 44 48 7,4 6,2 0,65 13,15 0,97 14,12 93,13 C2G 80-140 11 47 42 7,3 6,2 0,57 12,10 1,05 13,15 92,01
M
et
a
le
ci
ęż
k
ie
w
g
le
b
a
ch
alu
w
ial
ny
ch
do
lin
y
W
is
ły
10
К. Czarnowska, D. Broda,
7.
Chojnicką E. Turemka
W całych profilach omawianych gleb zawartość węgla organicznego jest
znaczna (od 0,02 do 2,04%, średnio 0,58%). Jego rozmieszczenie w profilach jest
nierównomierne, często na głębokości poniżej
1 0 0cm stwierdza się więcej węgla
niż w warstwach przejściowych.
W ierzchnie poziomy niektórych mad zostały silnie zakwaszone w wyniku
stosowania intensywnego nawożenia mineralnego (profile 3-7, 10, 11, 14); fakt
ten poparto wywiadem w terenie. Wzrosła w nich znacznie kwasowość hydrolity-
czna (Hh). Pojemność kompleksu sorpcyjnego w poziomach wierzchnich waha
się od 4,86 do 21,4 meq/100 g gleby i tylko w poziomach piasku luźnego osiąga
niskie wartości (0,72-1,16 meq/100 g gleby).
Stopień wysycenia kationami zasadowymi warstw wierzchnich badanych gleb
mieści się w granicach od 31,33 do 95,61% i zwiększa wraz z głębokością w
przypadku zakwaszenia warstw powierzchniowych.
METALE CIĘŻKIE W MADACH WIŚLANYCH
Zawartość metali ciężkich w badanych madach doliny Wisły waha się znacznie
i zależy od składu granulometrycznego poszczególnych poziomów genetycznych.
W niektórych profilach widoczny jest wpływ oddziaływania zanieczyszczonej
wody Wisły na gleby tarasu współczesnego (tab. 3-6).
Średnia zawartość metali ciężkich w całych profilach wynosi (w mg/kg gleby):
Mn - 400; Cr - 24,4; Ni - 19,2; Co - 5,6; Zn - 56,9; Cu - 9,7; Pb -14,7 i Fe -
1,39% (tab. 7).
Dużą naturalną zawartość cynku (132-234 mg/kg) i miedzi (19,0-29,0 mg/kg)
stwierdzono w profilu (nr 5 Przewóz) mady brunatnej położonej za wałem
przeciwpowodziowym na wysokości Warki. Znaczne nagromadzenie manganu
(1088-2672 mg/kg), a w mniejszym stopniu żelaza (2,65-2,93%), niklu (30,0-
47,0 mg/kg) i kobaltu (15,5-17,8 mg/kg) nastąpiło w całym profilu nr 14(Lipianki
k. Kwidzynia). Wiąże się to ze składem chemicznym substratu glebowego. W obu
profilach (nr 5 i 14) występuje także podwyższona zawartość ołowiu.
W wyniku oddziaływania zanieczyszczonych wód Wisły w okresie wiosen
nych wylewów zostały słabo zanieczyszczone cynkiem (207-374 mg/kg), żela
zem (3,23-3,90%), miedzią (23,6-34,2 mg/kg), niklem (30,4-37,2 mg/kg),
kobaltem (10,2-12,0 mg/kg) i ołowiem (22-34 mg/kg) wierzchnie (0^40 cm) i
głębsze warstwy (80-100 cm) profilu nr 23 (Gołąb) mady właściwej na tarasie
zalewowym, również - cynkiem i chromem poziomy wierzchnie profilu nr
2(Gorzewnica k. Nowego Dworu, taras zalewowy).
W pozostałych profilach badanych mad rozmieszczenie metali ciężkich nie
wykazywało prawidłowości poza dość często występuj ącą nieznaczną akumul acj ą
cynku w poziomie A (profile 1,11,13 i 17) oraz dużym nagromadzeniem manganu
(do 1042 mg/kg) w poziomie glejowym (profil 12, Drągacz k. Grudziądza).
Zawartość Fe, Mn, Pb, Ni i Co była w madach istotnie dodatnio skorelowana
z procentową ilością części spławialnych, natomiast ilości Zn, Cu i Cr nie
wykazywały korelacji ze składem granulometrycznym. Uzyskano jednak istotną
Metale^ ciężkie w glebach aluwialnych doliny Wisły
11
T A B E L A 3. O g ó ln a zaw artość m etali c ię żk ich z grupy żela za w m adach rzeczn y ch w ła śc iw y c h T A B L E 3. T otal con ten t o f heavy m etals from group o f iron m etals in proper river allu v ia l so ils
M iejscow ość Poziom G łębokość Fe Mn Cr Ni Co
i nr profilu Horizon Depth [%]
L ocality, Profile N o [cm] m g/kg s.m .gleby - d.m. o f soil
Gołąb 23 A 0 -1 5 3,46 726 48 33,4 10,9 к. Puław A 1 5-45 3,90 700 42 37,2 12,0 (przed w ałem ) Ci 4 5 -6 5 0,22 22 2 1,8 0,4 c 2 6 5 -8 0 1,40 165 14 13,6 4,0 D 8 0 -1 0 0 3,24 554 30 30,4 10,2 D 1 0 0 -1 5 0 2,23 180 18 23,0 7,2 Gołąb 24 A 0 -2 5 1,51 249 11 15,2 5,2 k.Puław A 2 5 -4 5 1,90 260 12 16,4 4,9 (za w ałem ) С 4 5 -7 0 2,79 438 19 26,2 8,0 С 7 0 -1 0 0 2,68 442 19 23,6 7,8 D 1 0 0 -1 1 0 2,12 304 15 19,6 7,0 D 1 1 0 -1 1 5 2,24 289 15 20,8 6,4 W ólka A 0 - 4 0 0,34 316 4 5,2 1,2 T yszyńska 6 С 4 0 -7 2 1,12 300 8 11,6 3,6 С 7 2 -9 4 1,68 4 8 2 12 20,0 4,6 С 1 4 0 -1 6 0 1,34 318 11 19,0 5,2 Zawady 11 А 0 -3 0 1,45 318 21 9,6 3,4 k.W ilanow a АС 3 0 -5 8 0,57 293 15 4,2 1,6 С 5 8 -1 2 5 0,34 528 11 6 ,2 1,0 D 1 3 0 -1 5 0 0,67 54 5 5,6 2,0 Kazuń N ow y 1 1 А 0 -2 5 2,23 413 21 2 6,4 8,0 k.M odlina А 2 5 -5 0 1,90 305 15 28,4 7,2 С 1 0 0 -1 2 5 1,45 221 11 20,8 6,0 С 1 2 5 -1 3 5 1,12 166 9 17,0 3,6 D 1 3 5 -1 5 0 2,90 467 22 30,6 9,8 G orzew nica 2 А 0 - 4 0 1,48 468 65 25,0 8,5 k. N o w eg o Dworu АС 4 0 -6 5 1,27 556 43 23,0 7,8 С 6 5 -9 5 0,34 142 3 3,2 0,9 С 9 5 -1 0 0 0,89 238 28 17,5 5,0 D 10 0 -1 2 5 0,25 28 4 4,6 0,7
korelację między zawartością wszystkich badanych metali a procentową ilością
C-organicznego w analizowanych madach (tab.
8). Podobne zależności stwierdzo
no w glebach aluwialnych Żuław [Czarnowska, Bontruk 1995].
W badanych glebach wykazano również istotną korelacj ę między ilością żelaza
a zawartością takich metali śladowych, jak Mn, Zn, Pb, Ni i Co.
W omawianych glebach obliczono stosunek ilościowy Ni:Co, który ulega
znacznym wahaniom (od 2,05 do 8,51) i jest szerszy niż w glebach aluwialnych
Żuław [Czarnowska, Bontruk 1995]. Szeroki stosunek Ni:Co świadczy o niewiel
kiej zawartości kobaltu w glebach. Jak wynika z rysunków 2 i 3, najwięcej
12
К. Czarnowską D. Broda,
/.
Chojnicki, E. TuremJca
T A B E L A 4. O g ó ln a zaw artość m etali c ię żk ich z grupy żela za w m adach rzeczn y ch brunatnych T A B L E 4. T otal con ten t o f h eavy m etals from group o f iron m etals in brow n river a llu vial s o ils M iejscowość Nr profilu - Locality No o f profile Poziom Horizon Głębokość Depth [cm] Fe [%] Mn Cr Ni Со mg/kg s.m. gleby - d.m. of soil Borek 7 A 0 -2 0 1,34 174 12 18,0 4,4 Bbr 60-110 0,78 119 6 8,2 1,4 С 110-150 1,01 235 6 11,4 2,2 CG 150-170 0,78 289 7 12,6 2,4 Przewóz 5 A 0-33 1,68 199 12 13,4 5,2 ABbr 33-70 1,40 153 12 12,8 4,6 Bbr 70-9 0 1,56 148 11 14,4 5,0 С 90-120 1,90 300 14 16,1 6,6 С 120-150 2,52 288 19 19,6 8,0 CG 150-170 0,89 259 7 7,6 3,0 Borzumin 4 А 0 -2 0 2,46 366 20 14,8 7,2 Bbr 20-75 1,45 253 13 12,8 4,6 С 75-95 0,78 173 5 7,2 2,6 С 95-120 0,89 318 7 8,2 2,6 D 120-165 1,12 170 9 11,0 2,4 Przesławice 3 А 0-25 0,59 148 19 13,6 2,8 А 25-50 0,50 125 16 7,2 3,4 Bbr 50-75 0,53 254 23 16,0 2,6 Bbr 75-110 0,67 174 23 15,2 2,0 Ci 110-135 1,00 748 10 10,4 5,6 C i 135-150 0,53 122 12 11,2 2,2 D 150-175 1,26 354 20 36,0 8,6 Płock-Radziwie 8 A 0 -2 0 0,59 261 18 12,8 3,5 Bbr 2 0-60 0,73 290 30 20,8 3,2 CG 60-110 1,12 478 47 21,0 3,4 CG 110-150 1,62 790 13 24,0 5,1 Dg 150-170 0,31 16 8 6,6 0,6 Now y Troszyn 9 A 0-25 0,67 173 39 21,6 3,8 Bbr 25-55 0,81 219 49 25,6 4,7 CiG 55-90 0,84 276 25 22,0 5,1 C2G 90-130 1,23 572 54 31,6 12,4 c2g 130-150 0,78 437 24 25,0 9,2 Łady Szosy 10 A 0 ^ 5 0,67 235 37 23,0 2,7 Bbr 4 5-75 1,23 858 69 26,0 3,7 D 7 5-90 0,22 75 6 6,4 1,1 Drągacz 12 A 0 -3 0 0,73 248 43 17,2 4,7 k.Grudziądza Bbr 30-45 0,59 136 27 12,4 3,2 С 4 5-85 0,89 303 22 26,4 9,5 G 100-130 2,53 1042 40 22,0 7,6 Nebrowo A 0 -35 1,06 364 65 22,0 5,8 W ielkie 13 Bbr 35-75 1,48 530 85 35,0 7,6 Ci 75-135 1,60 504 78 24,0 7,1 c2g 135-150 2,01 572 30 33,0 9,8 Lipianki 14 A 0 -3 0 2,65 1088 37 39,0 17,0 k. Kwidzynia Bbr 30-65 2,87 1386 36 47,0 17,8 Ci 65-8 0 2,71 2672 33 40,0 15,5 c2g 85-140 2,93 2020 31 30,0 17,7
Metale ciężkie w glebach aluwialnych doliny Wisły
13
T A B E L A 5 .0 g ó ln a zaw artość m etali c ię żk ich z grapy m etali n ie że la zn y ch w m adach rzecz n y ch w ła śc iw y c h
T A B L E 5. T otal con ten t o f heavy m etals from the group o f non-iron m etals in proper river a llu vial so ils
M iejscow ość, P oziom G łębokość Zn Cu Pb
nr profilu Horizon Depth [cm]
L ocality N o o f profile mg/kg s.m. gleby - d.m. o f soil
Gołąb k.Puław 23 A 0 -1 5 375 34,2 34 (przed w ałem ) A 15-4 5 344 32,0 34 Ci 4 5 -6 5 10 3,6 2
c 2
6 5 -8 0 90 10,8 11 D 8 0 -1 0 0 207 23,6 22 D 1 0 0 -1 5 0 39 12,6 8 Gołąb k.Puław 24 A 0 -2 5 25 9,0 6 (za w ałem ) A 2 5 -4 5 26 9,0 6С
4 5 -7 0 4 0 12,0 10С
7 0 -1 0 0 37 11,0 10 D 1 0 0 -1 1 0 35 8,8 9 D 1 1 0 -1 1 5 37 11,2 8 W ólka T yszyńska 6 A 0 - 4 0 40 7,2 7 k. K ozienicС
4 0 -7 2 34 32,1 10С
7 2 -9 4 48 31,0 33 С 1 4 0 -1 6 0 28 11,4 13 Zawady 11 А 0 - 3 0 53 11,0 13 k.W ilanow a АС 3 0 -5 8 17 4,6и
С 5 8 -1 2 0 48 6,0 17 D 1 3 0 -1 5 0 22 4,4 12 Kazuń N o w y 1 А 0 -2 5 70 13,8 10 k.M odlina А 2 5 -5 0 41 10,8 7 С 1 0 0 -1 2 5 25 7,0 6 С 1 2 0 -1 3 5 19 6,0 4 D 1 3 5 -1 5 0 51 15,0 8 G orzew nica 2 А 0 -4 0 164 16,7 28 k .N ow ego Dworu АС 4 0 -6 5 80 9,3 21 С 6 5 -9 5 5 0,9 3 С 9 5 -1 0 0 38 4,0 10 D 1 0 0 -1 2 5 9 1,3 6(76-86% ) badanych próbek gleb zawiera następujące ilości metali ciężkich (w
mg/kg gleby): Mn - 100-400; Cr - 10-20; Ni - 10-25; Co - 2-8; Zn - 5-60; Cu
- 5-20; Pb - 5-30 i Fe (%) - 0,5-3,0.
D Y SK U SJA
Rozpatrując średnie zawartości metali ciężkich w madach doliny Wisły
(tab. 7), należy podkreślić, że gleby te zawierają mniej Fe, Mn, Cu, Cr, Pb, Ni i
14
К Czarnowską D. Broda, J. Chojmcki, E. Turemka
R ysunek 2. C zęstotliw ość w ystępow ania zawartości Mn, Cr, Ni i Co w glebach aluwialnych doliny W isły (16 profilów )
Figure 2. Occurrence frequency o f contents o f Mn, Cr, Ni and Co in alluvial soils in V istula valley (16 profiles)
R ysunek 3. C zęstotliw ość w ystępow ania zawartości Zn, Cu, Pb i Fe w glebach aluwialnych doliny W isły (16 profilów )
Figure 3. Occurrence frequency o f contents o f Zn, Cu, Pb and Fe in alluvial soils in Vistula valley (16 profiles)
Metale ciężkie w glebach aluwialnych doliny Wisty
_________
15
T A B E L A 6 . O g ó ln a zaw artość m etali cię żk ic h z grupy m etali n ie że la zn y ch w m adach rze cz n y ch brunatnych
T A B L E 6 . T otal con ten t o f h eavy m etals from the group o f non -iron m etals in brow n river a llu vial so ils
M iejscowość Poziom Głębokość Zn Cu Pb
nr profilu Horizon Depth
Locality No o f profile [cm] mg/kg s.m. gleby - d.m. o f soil
Borek 7 A 0 -2 0 76 24,0 18
Bbr 60-110 20 6,6 8
С 110-150 44 7,0 9
CG 150-170 28 6,2 7
Przewóz 5 A 0-33 162 21,2 29
(na wysokości ABbr 3 3-70 132 19,0 23
Warki) Bbr 70-9 0 234 23,4 39 С 90-120 132 21,0 28 С 120-150 159 29,0 22 CG 150-170 63 8,0 9 Borzumin 4 А 0 -2 0 51 9,8 16 (na południe Bbr 20-75 46 7,4 14 od Góry Kalwarii) С 75-95 34 4,8 10 С 95-120 32 7,6 10 D 120-165 79 9,4 13 Przesławice 3 А 0-25 22 4,6 19 А 25-5 0 22 4,5 16 Bbr 50-75 28 5,7 23 Bbr 7 5-110 24 5,6 23 Ci 110-135 19 8,2 19 C l 135-150 16 2,0 8 D 150-175 35 5,3 17 Płock-Radziwie 8 A 0 -2 0 27 4,4 12 Bbr 2 0-60 28 5,3 6 CG 60-110 26 5,1 22 CG 110-150 35 6,2 18 Dg 150-170 6 0,9 7 Now y Troszyn 9 A 0-25 22 3,0 9 Bbr 25-55 23 3,4 9 CiG 55-9 0 22 5,8 10 C2G 90-130 50 19,6 12 c2g 130-150 41 14,8 24 Łady Szosy 10 A 0-45 18 4,4 8 Bbr 45-75 16 4,4 18 D 75-9 0 13 0,8 6 Drągacz 12 A 0-3 0 37 6,2 12 k. Grudziądza Bbr 30-45 35 4,0 8 С 4 5 -8 0 32 4,9 10 G 100-130 53 5,1 14 Nebrowo W ielkie 13 A 0-35 57 6,6 14 Bbr 35-75 36 5,1 21 Ci 75-135 34 6,9 22 C2G 135-170 48 8,2 25 Lipianki 14 A 0 -3 0 85 12,8 37 k.Kwidzynia Bbr 30-65 73 10,3 30 Ci 65-80 64 10,2 30 C2G 85-140 53 8,6 21
16
К. Czarnowską D. Broda,
7.
Chojnicki, E. Turemka
T A B E L A 7. S tatystyczn a o cen a w y n ik ó w zaw artości m etali c ię ż k ic h [m g /k g s.m .] T A B L E 7. S tatistic assessm en t o f con ten t h ea v y m etals [m g /k g o f d.m .]
(n = 7 9 ) P ierw ia stek E lem en t W ahania R an ge Średnia M ean O d ch y len ie standardow e Standard d eviation V C .V .[% ] M n 2 8 - 2 6 7 2 4 0 0 4 0 0 ,0 1 0 0,09 Cr 2 - 8 5 2 4 ,4 2 0 ,6 8 4 ,3 4 N i 1 ,8 -4 7 ,0 19,2 9,8 5 1 ,1 7 C o 0 ,4 -1 7 ,8 5,6 3,8 6 7 ,4 0 Zn 5 - 3 7 5 5 6 ,9 6 4 ,5 113,43 C u 0 ,8 - 3 4 ,2 9,7 7 ,6 7 8 ,7 4 Pb 4 ,0 - 3 7 14,8 8,6 5 9 ,0 5 Fe% 0 ,2 2 - 3 ,9 0 1,39 0 ,83 6 0 ,1 3
Co niż gleby aluwialne Żuław [Czarnowska, Bontruk 1995] i mniej Cu, Pb i Ni
niż gleby aluwialne środkowej doliny Odry. Laskowski [1986] przyczynę różnic
w nagromadzeniu pierwiastków śladowych w glebach aluwialnych upatruje w
różnorodności składu chemicznego pokrywy glebowej terenów erodowanych oraz
w odmienności warunków sedymentacji osadów aluwialnych nie tylko w dolinach
poszczególnych rzek, ale także na różnych odcinkach tej samej rzeki. Ten pogląd
potwierdzają przedstawione badania.
Zarówno zakresy występowania metali ciężkich w glebach aluwialnych doliny
Wisły (tab. 7), jak i najczęściej stwierdzane wartości (rys. 2 i 3) są zbliżone do
tych, jakie występują w glebach spoza dolin rzecznych [Kabata-Pendias 1981;
Czarnowska, Gworek 1987; Dudka 1992; Skłodowski, Sapek 1977].
WNIOSKI
1. Badane mady doliny Wisły zawierają następujące średnie ilości metali
ciężkich (w mg/kg): Mn - 400; Cr - 24,4; Ni - 19,2; Co - 5,6; Zn - 56,9; Cu -
9,7; Pb - 14,7 oraz Fe - 1,39%. Są to ilości zbliżone do występujących w glebach
poza dolinami rzecznymi.
2. Rozmieszczenie metali ciężkich w profilu glebowym mad zależy od składu
granulometrycznego substratu glebowego. W tych młodych glebach nie wykazano
wpływu procesów glebotwórczych na rozmieszczenie w profilu badanych metali.
3. Zawartość Fe, Zn, Pb, Ni i Co jest istotnie skorelowana z procentową ilością
części spławialnych, zaś zawartość Fe, Zn, Cu, Cr, Pb, Ni i Co z procentową ilością
C-organicznego. Stwierdzono także istotną korelację między ilością żelaza a
zawartością Mn, Zn, Cu, Pb, Ni i Co.
4. Gleby (profile 2 i 23) występujące na terenie tarasu zalewowego zostały w
znacznym stopniu zanieczyszczone cynkiem oraz słabo zanieczyszczone Cu, Ni
i Pb.
TABELA 8. Współczynniki korelacji (r) między zawartością metali ciężkich a ilością części spławialnych i węgla organicznego w glebach
aluwialnych doliny Wisły
TABLE 8. Coefficients of correlation (r) between heavy metals content as well as clay fraction and organic carbon amount in
alluvial soils from Vistula valley
< 0,02 mm
C-org.
Fe
Mn
Zn
Cu
Cr
Pb
Ni
Co
< 0,02 mm
1,0000
C-org.
0,4400xx
1,0000
Fe
0,4655xx
0,4572xx
1,0000
Mn
0,5091xx
0,2881
0,5613“
1,0000
Zn
0,2268
0,5704xx
0,5963“
0,1788
1,0000
Cu
0,1993
0,3420xx
0,5944“
0,1619
0,7076“
1,0000
Cr
0,2705
0,4420“
0,2385х
0,3530“
0,1558
0,0174
1,0000
Pb
0,4005xx
0,4442“
0,5670“
0,5670“
0,6640“
0,5252xx
0,3922xx
1 ,000
Ni
0,4836xx
0,4040“
0,6945“
0,6388“
0,3153“
0,3146xx
0,6228xx
0,5545xx
1,0 000
Co
0,5322xx
0,4224“
0,7885xx
0,7777xx
0,3989“
0,3928xx
0,4219xx
0,6423xx
0,8484™
1,0000
M
et
a
le
ci
ęż
ki
e
w
g
le
b
a
ch
al
u
w
ia
ln
yc
h
do
lin
y
W
is
ty
18
К. Czarnowska, D. Broda, J. Chojnicki, E. Turemka
L IT E R A T U R A
C Z A R N O W SK A K., GW OREK B. 1987: M etale ciężk ie w niektórych glebach środkowej i północnej Polski. Rocz. G lebozn. 38, 3: 4 1 -5 7 .
C Z A R N O W SK A K. 1989: Zawartość niektórych metali ciężkich w glebach w ytw orzonych z różnych utw orów p yłow ych. Rocz. Glebozn. 40, 2: 107 -1 1 7 .
C Z A R N O W SK A K., BO N T R U K H. 1995: Zawartość metali ciężkich w glebach aluwialnych Żuław.
R o cz. G lebozn. 36, 1/2, 6 5 -7 7 .
D U D K A S. 1992: O cena całkow itych zawartości pierwiastków głów nych i śladow ych w pow ierzchnio wej w arstw ie gleb Polski. IU NG , Puławy R (293), s. 48.
K A B A T A -PE N D IA S A. 1981: Zawartość metali ciężkich w glebach uprawnych Polski. Fam. Pul. 74:
101- 111.
L A SK O W SK I S. 1986: Pow staw anie i rozwój oraz w łaściw ości gleb aluwialnych D oliny Środkowej Odry. Zesz. Nauk. AR we W rocławiu, R ozpraw y nr 56, s. 68.
R E IM A N В., BOROW ICZ A. 1964: Mn i Cu w niektórych madach. Rocz. WSR Poznań, 12: 1 1 9 -1 2 7 . SK ŁO D O W SK I P., SA PEK A. 1977: R ozm ieszczenie Fe, Zn, Mn, Cu, Co, Ni, Pb, Cd w profilach
czarnoziem ów leśnostepow ych. Rocz. Glebozn. 27, 1: 7 1 -8 4 . System atyka Gleb Polski. W yd. IV, 1989; Rocz. G lebozn. 40, 3; s. 122.
K. C zarn ow ska, D . Broda, J. C h ojnick i, E. Turem ka
H E A V Y M ETA LS IN A L L U V IA L SO ILS
O F T H E V IS TU LA V A LLEY
D epartm en t o f S o il S c ien ce , W arsaw A gricultural U n iversity
S U M M A R Y
T illed alluvial soils o f the central and lower Vistula valley were studied along the intersection from Gołąb to K w idzyn (16 profiles, 79 sam ples). The soils are silty alluvial muds having deep or moderately deep profile and are classified amongst I-III agricultural suitability classes. The average levels o f heavy metals in the soils under investigation were found to be (in mg/kg): Mn - 400; Zn - 56.9; C r - 24.4; Ni - 19.2; Pb - 14.7; Cu - 9.7; Со - 5.6 and Fe - 1.39%. T hose levels approximate the amounts o f heavy m etals found in soils in locations outside river valleys. Heavy metals distribution in the soil profile depends upon the granulometrical structure and chem ical com position o f the soil substrate. N o apparent effect was found o f the soil formation process on heavy metal distribution in the soil profile o f the young soils under study. The content o f som e metals (Fe, Zn, Pb, Ni and Co) positively correlates with the percent am ong o f clay particles and o f organic carbon (Table 8). A highly positive correlation was found betw een the iron content and the level o f Mn, Zn, Cu, Pb, Ni and Co. Soils encountered at the inundated river terrace have been already polluted to a great extent by zinc and little polluted by Cu, Cr and Pb.
P raca w płyn ęła do redakcji w grudniu 1994 r.
P rof. d r K r y sty n a C za rn o w sk a K a te d r a G le b o z n a w s tw a S G G W 0 2 -5 2 8 W a rsza w a , R a k o w iec k a 2 6 /3 0 .
